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模拟滤波器设计

模拟滤波器的设计与实现

类型: AnalogFilterDesign

analog filter design

图书馆中的路径:

/Signal Operations/Filters/Filter Designs/Analog Filter Design

说明

块 模拟滤波器设计 设计并实现不同类型频率响应的巴特沃斯滤波器、切比雪夫 I 类滤波器、切比雪夫 II 类滤波器、贝塞尔滤波器或椭圆滤波器：高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器或带通滤波器。

在*设计方法*和*滤波器类型*参数中，您必须指定滤波器的设计和频率响应类型。滤波器设计和频率响应类型的每种组合都会显示相应的参数组。更多详情，请参阅 [滤波器结构与频率特性类型组合表].

块 模拟滤波器设计 使用滤波器的状态空间表示法，并使用块状态空间 应用滤波器。

端口

输入

端口_1 - 输入信号
标量

一个程序块的输入信号，以实时连续采样格式指定为实数标量。

数据类型: Float64

输出

端口_1 - 输出信号
标量

经过过滤的输出信号，以标量形式返回。

数据类型: Float64

参数

设计方法 - 滤波器设计
Butterworth（默认） |Chebyshev I |Chebyshev II |Elliptic |Bessel

滤波器设计方法如下：

  • 巴特沃斯滤波器 - 巴特沃斯滤波器的幅频响应具有最大平坦通带，通常是单调的。

  • 切比雪夫 I 型滤波器 - 切比雪夫 I 型滤波器的幅频响应在通带内有均匀的波纹，在延迟带内是单调的。

  • 切比雪夫 II` - 切比雪夫 II 型滤波器的幅频特性在通带内是单调的，在延迟带内有均匀的波纹。

  • 椭圆" - 椭圆滤波器的幅频响应在通带和延迟带都有均匀的波纹。

  • 贝塞尔（Bessel）滤波器 - 贝塞尔滤波器的幅频响应具有最平坦的通带，通常是单调的。该滤波器具有最大程度平坦的线性相频响应。

滤波器类型 - 频率响应类型
低通（默认） | 高通 | 带通 | 带阻

频率响应类型，可供选择的选项：

  • Lowpass` - 低通滤波器。

  • Highpass` - 高通滤波器。

  • Bandpass - 带通滤波器。

  • Bandstop` - 带通滤波器。

Filter order - 滤波器顺序
8（默认） | scalar

如果 Filter type 设置为值，则为过滤顺序：

  • 低通

  • 高通滤波器

如果设置了 Filter type 参数，则生成的滤波器的阶数是指定值的两倍：

  • 带通

  • 带阻

通带边缘频率（rad/s） - 定义通带的截止频率
30（默认）` | `scalar'.

定义通带的截止频率。测量单位为 rad/s。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "巴特沃斯"、"切比雪夫 I"、"椭圆 "或 "贝塞尔"，并将*滤波器类型*参数设置为 "低通 "或 "高通"。

下通带边缘频率（rad/s） - 下通带边缘的频率
30（默认）` | `scalar

下通带边缘频率。测量单位为 rad/s。

依赖关系

要使用此参数，请将 设计方法 设置为 "Butterworth"、"Chebyshev I"、"Elliptic "或 "Bessel"，并将 滤波器类型 设置为 "Bandpass "或 "Bandstop"。

上通带边缘频率（rad/s） - 上通带边缘频率
60（默认）` | `scalar

上通带边缘频率。测量单位为 rad/s。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "巴特沃斯"、"切比雪夫 I"、"椭圆 "或 "贝塞尔"，并将*滤波器类型*参数设置为 "带通 "或 "带阻"。

止带边缘频率（rad/s） - 定义延迟带宽的截止频率
30（默认）` | `scalar

定义延迟带的截止频率。测量单位为 rad/s。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "切比雪夫 II"，*滤波器类型*参数设置为 "低通 "或 "高通"。

下限止带边缘频率（rad/s） - 下限止带边缘频率
30（默认）` | `标量

延迟带下限的频率。测量单位为 rad/s。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "切比雪夫 II"，*滤波器类型*参数设置为 "带通 "或 "带阻"。

Upper stopband edge frequency (rad/s) - 上止带边缘频率
60 （默认） | scalar | `60 (默认)

延迟带上边界的频率。测量单位为 rad/s。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "切比雪夫 II"，*滤波器类型*参数设置为 "带通 "或 "带阻"。

以 dB 为单位的通带纹波 - 以带宽为单位的纹波
2（默认）` | scalar.

通带幅频响应的纹波。测量单位为 dB。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "切比雪夫 I "或 "椭圆"。

Stopband attenuation in dB - 延迟带宽中的衰减
20（默认值）` | `标量

延迟带内的衰减。测量单位为 dB。

依赖关系

要使用此参数，请将*设计方法*参数设置为 "切比雪夫 II "或 "椭圆"。

滤波器设计和频率响应类型组合表

该表列出了滤波器设计和频率响应类型的每种组合的可用参数。对于低通或高通滤波器配置，这些参数包括

  • 截止频率，定义带宽 。

  • 截止频率，定义通带 。

  • 带宽纹波 .

  • 延迟带中的衰减 .

对于带通或带通滤波器的配置，这些参数包括：

  • 下带宽和上带宽频率 和 。

  • 延迟带下限和上限频率 和 。

  • 带宽纹波 。

  • 延迟带中的衰减 。

频率单位为 rad/s，频率纹波和衰减单位为 dB。

滤波器设计 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 回退滤波器

*巴特沃斯滤波器。

阶次、

订购、

阶次， 、

订购， 、

*第一类切比雪夫滤波器。

订购， 、

订购， 、

Order, , 、

Order, , 、

*切比雪夫滤波器的属 II *

阶， 、

Order, 、

Order, , 、

Order, , 、

*椭圆形滤波器

订购， , 、

订购， , 、

订购， , , 、

订购， , , 、

*贝塞尔滤波器

阶次、

阶次、

阶， 、

阶， 、

参考文献

  1. Antoniou, A. Digital Filters: Analysis, Design, and Applications. 2nd ed. New York, NY: McGraw-Hill, 1993

实例